KR101601620B1

KR101601620B1 - 가동자 및 그것을 구비하는 리니어 모터

Info

Publication number: KR101601620B1
Application number: KR1020157018925A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 구사가
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2016-03-21
Also published as: TW201434240A; WO2014128867A1; JPWO2014128867A1; CN104981969B; JP5398938B1; US20150270767A1; TWI505606B; DE112013006069T5; CN104981969A; KR20150086565A

Abstract

자석(32)을 유지하는 가동자(30)로서, 경량화 및 강도의 확보를 도모할 수 있는 가동자(30)를 얻는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 리니어 모터의 가동자(30)로서, 제1 방향을 따라서 늘어서 마련되는 복수의 자석(32)과, 자석(32)의 양측에 마련되어 자석을 끼워 넣어 유지하는 금속 커버(31)를 구비하며, 금속 커버(31) 중 자석(32)측이 되는 면에는, 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하는 복수의 돌출부(34)가 형성되고, 자석(32)은, 돌출부(34)의 사이에 마련된다.

Description

가동자 및 그것을 구비하는 리니어 모터{MOVABLE ELEMENT AND LINEAR MOTOR PROVIDED WITH SAME}

본 발명은, 가동자(可動子) 및 그것을 구비하는 리니어 모터에 관한 것이다.

종래, 백 요크(back yoke)를 가동자(可動子)에 마련하지 않고 복수의 자석을 가동자에 유지시킨, 이른바 무빙 마그네트형 리니어 모터가 이용되고 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 알루미늄의 블록에 자석을 끼워 넣는 구멍을 형성하고, 그 구멍에 자석을 끼워 넣어 유지시킨 가동자가 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2007－312501호 공보

그렇지만, 상기 종래의 기술에 의하면, 알루미늄의 블록을 이용함으로써 가동자의 중량이 커지기 쉽다. 가동자의 중량이 커지면, 가동자의 충분한 가속 성능을 얻는 것이 어려워진다고 하는 문제가 있었다. 또, 자석에 대한 자기(磁氣) 흡인력에 의해서 가동자가 변형하는 것을 막기 위해서, 가동자에는 충분한 강도도 요구된다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 자석을 유지하는 가동자로서, 경량화 및 강도의 확보를 도모할 수 있는 가동자를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 리니어 모터의 가동자(可動子)로서, 제1 방향을 따라서 늘어서 마련되는 복수의 자석과, 자석의 양측에 마련되어 자석을 끼워 넣어 유지하는 금속 커버를 구비하며, 금속 커버 중 자석측이 되는 면에는, 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하는 복수의 돌출부가 형성되고, 자석은, 돌출부의 사이에 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 가동자에 의하면, 자석을 유지하면서, 경량화 및 강도의 확보를 도모할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 모터의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 리니어 모터의 분해 사시도이다.
도 3은, 가동자의 분해 사시도이다.
도 4는, 금속 커버의 사시도이다.
도 5는, 금속 커버의 평면도이다.
도 6은, 도 5에 나타내는 A－A선을 따른 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 7은, 변형예 1에 관한 가동자의 분해 사시도이다.
도 8은, 변형예 2에 관한 가동자의 분해 사시도이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 가동자(可動子) 및 그것을 구비하는 리니어 모터를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 리니어 모터의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 리니어 모터의 분해 사시도이다. 리니어 모터(50)는, 고정부(10)와 가동자(30)를 구비한다. 리니어 모터(50)에서는, 고정부(10)의 사이에 마련된 가동자(30)가, 화살표 X로 나타내는 방향(제1 방향)을 따라서 이동 가능하게 된다.

고정부(10)는, 고정 베이스부(11)에 자계(磁界) 발생부(12)나 가이드 레일(13)이 장착되어 구성된다. 고정 베이스부(11)는, 가동자(30)를 사이에 끼우도록 1조(組) 마련되며, 각각의 고정 베이스부(11)에 자계 발생부(12)가 장착된다. 자계 발생부(12)는, 화살표 X로 나타내는 방향으로 연장하도록 마련된다. 자계 발생부(12)는, 서로 대향하도록 마련된다. 자계 발생부(12)는, 예를 들면 전기자(電機子)나 백 요크(back yoke)이며, 가동자(30)를 이동시키기 위한 자계를 발생시킨다. 예를 들면 일방의 자계 발생부(12)가 전기자이고 타방의 자계 발생부(12)가 백 요크가 되는 조합이거나, 양쪽 모두의 자계 발생부(12)가 전기자가 되는 조합이 고려되어진다. 가이드 레일(13)은, 자계 발생부(12)의 양측에 마련되며, 화살표 X로 나타내는 방향으로 연장한다.

도 3은, 가동자(30)의 분해 사시도이다. 가동자(30)는, 금속 커버(31), 자석(32), 보강부(33)를 구비한다. 금속 커버(31)는, 금속제의 박판, 예를 들면 스테인리스제의 박판을 절곡하여 형성된다. 가동자(30)에서는, 2매의 금속 커버(31)가 마련되며, 그 사이에 자석(32)과 보강부(33)가 끼워 넣어져 유지되어 있다.

도 4는, 금속 커버(31)의 사시도이다. 도 5는, 금속 커버(31)의 평면도이다. 도 6은, 도 5에 나타내는 A－A선을 따른 화살표 방향에서 본 도면이다. 금속 커버(31)에는, 금속제의 박판(薄板)을 절곡하는 것에 의해서, 화살표 X로 나타내는 방향과 수직인 화살표 Y로 나타내는 방향(제2 방향)으로 연장하는 1개 이상의 돌출부(34)가 형성된다.

복수의 자석(32)이, 돌출부(34)의 사이에 끼워 넣어져 화살표 X로 나타내는 방향을 따라서 늘어놓아진다. 돌출부(34) 사이의 폭과 자석(32)의 화살표 X로 나타내는 방향의 폭이 대략 동일하게 되어 있으며, 돌출부(34)의 사이에 자석(32)이 끼워 넣어져, 자석(32)의 화살표 X로의 어긋남이 규제된다.

보강부(33)는, 예를 들면 수지 재료로 형성되며, 자석(32)의 양측에 마련된다. 보강부(33)와 금속 커버(31)에는, 각각 관통 구멍(33a, 31a)이 형성된다. 보강부(33)는, 관통 구멍(33a)과 관통 구멍(31a)이 겹치는 위치에 배치된다. 이 관통 구멍(33a, 31a)을 이용하여, 리니어 가이드(35)를 장착하기 위한 장착 시트(seat)가 가동자(30)에 장착되거나, 리니어 가이드(35)가 가동자(30)에 직접 장착되거나 한다.

관통 구멍(33a, 31a)을 이용하여 장착된 리니어 가이드(35)와, 고정부(10)에 마련된 가이드 레일(13)이 맞물림으로써, 가이드 레일(13)을 따라서 가동자(30)가 안내되어, 화살표 X로 나타내는 방향으로 이동 가능해진다.

보강부(33)는, 자석(32)과 대략 동일 높이로 형성되어 있고, 자석(32)이 마련되지 않은 부분에서 금속 커버(31)가 찌그러지는 것을 막는 보강 부재로서 기능을 한다. 본 실시의 형태에서는, 보강부(33)는, 금속 커버(31)의 돌출부(34)의 사이로서, 화살표 Y로 나타내는 방향에서의 양단에 배치된다. 또, 자석(32)과 보강부(33)와의 사이에는, 간극이 마련된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(31a)의 근방에 보강부(33)를 마련하여 자석(32)과 보강부(33)와의 사이에 어느 정도의 공간이 마련되는 경우에는, 보강부(33)로서 알루미늄 보다도 비중이 무거운 재료를 이용한 경우라도, 알루미늄의 블록에 자석을 끼워 넣어 구성된 가동자와 비교한 경우 보다 한층 경량화를 도모하는 것이 가능해진다. 보강부(33)로서 수지제의 것을 이용하는 것 외에도, 예를 들면 금속제(예를 들면 철)의 너트나 와셔를 이용해도 괜찮다. 자석(32)이나 보강부(33)는, 금속 커버(31)에 대해서 고정됨으로써, 화살표 Y로 나타내는 방향으로의 어긋남이 억제된다. 예를 들면, 접착제를 이용하여 자석(32)이나 보강부(33)가 금속 커버(31)에 접착된다.

이상 설명한 가동자(30)에 의하면, 박판에 의해서 형성된 금속 커버(31)에서 자석(32)을 끼워 넣어 유지하므로, 금속제의 블록에 자석(32)을 끼워 넣어 유지하는 경우에 비해, 가동자(30)의 경량화를 도모할 수 있다.

가동자(30)의 경량화를 도모함으로써, 가동자(30)의 가속도의 향상을 도모하기 쉬워진다. 또, 자석(32)과 보강부(33)와의 사이에 간극이 마련되어 있으므로, 간극분(分)만큼 경량화를 도모할 수 있다. 또, 보강부(33)를 수지 재료로 형성함으로써 보다 한층 경량화를 도모할 수 있다.

또, 자석(32)의 화살표 X로 나타내는 방향의 폭과, 돌출부(34) 사이의 폭이 대략 동일하고, 돌출부(34) 사이에 자석(32)이 끼워 넣어져 있으므로, 가동자(30)가 이동할 때의 가감속에 의해서, 자석(32)이 화살표 X로 나타내는 방향으로 어긋나는 것을 억제할 수 있다.

또, 금속제의 박판의 절곡에 의해서 금속 커버(31)가 형성되므로, 가공이 용이하고, 제조 코스트의 억제를 도모할 수 있다. 또, 금속제의 블록을 이용하여 자석(32)을 유지하는 경우에 비해, 재료의 사용량을 줄여, 보다 한층 제조 코스트의 억제를 도모할 수 있다.

또, 관통 구멍(31a, 33a)을 이용하여 리니어 가이드(35)를 가동자(30)에 직접 장착한 경우에는, 리니어 가이드(35)를 장착하기 위한 장착 시트가 불필요하게 되므로, 가동자(30)의 구조를 간소화하여, 경량화를 도모할 수 있다.

또, 돌출부(34)를 형성하기 위한 절곡에 의해서, 금속 커버(31)의 강도의 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 금속 커버(31)를 박판에 의해서 형성한 경우라도, 충분한 강도를 얻기 쉬워진다. 리니어 모터(50)에서는, 자력에 의해서 자석(32)이 끌어 당겨짐으로써, 가동자(30)를 변형시키는 힘이 가해지는 경우가 있기 때문에, 금속 커버(31)의 강도의 향상을 도모함으로써, 가동자(30)의 변형을 억제할 수 있다.

또, 화살표 X로 나타내는 방향으로 연장되어 가동자(30)를 유지하는 가이드 레일(13)에 눌려짐으로써, 화살표 Y로 나타내는 방향으로부터 보아 요철이 되는 가동자(30)의 변형은 생기기 어려워진다. 이것에 비해, 화살표 X로 나타내는 방향으로부터 보아 요철이 되는 가동자의 변형은 생기기 쉬워진다. 그래서, 본 실시의 형태에서는, 돌출부(34)를 화살표 Y로 나타내는 방향으로 연장시킴으로써, 화살표 X로 나타내는 방향으로부터 보아 요철이 되는 변형을 생기기 어렵게 하고 있다.

또, 금속 커버(31)에 형성된 돌출부(34)는, 박판의 절곡에 의해서 형성되는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 박판 상에 돌출부를 돌출 형성해도 상관없다. 또, 자석(32)의 화살표 X로 나타내는 방향의 폭이, 돌출부(34) 사이의 폭 보다도 작게 형성되어 있어도 괜찮다. 돌출부(34)의 사이에 자석(32)이 끼워 넣어지지는 않지만, 접착제 등을 이용하여 자석(32)을 금속 커버(31)에 고정함으로써, 자석(32)의 화살표 X로 나타내는 방향으로의 어긋남을 억제하는 효과를 기대할 수 있다.

도 7은, 변형예 1에 관한 가동자(30)의 분해 사시도이다. 본 변형예 1에서는, 자석(32)의 일방측에만 보강부(33)를 마련하고 있다. 이것에 의해, 보강부(33)를 자석(32)의 양측에 마련하는 경우에 비해, 보강부(33)의 수를 줄여 가동자(30)의 경량화를 도모할 수 있다.

또, 자석(32)과 보강부(33)가 서로 접하도록 배치되어 있다. 또, 자석(32)과 보강부(33)를 합친 길이가, 금속 커버(31)의 화살표 Y로 나타내는 방향의 폭과 대략 동일하게 되어 있다. 이것에 의해, 금속 커버(31) 상에 자석(32)과 보강부(33)를 배치할 때의 위치 결정이 용이하게 된다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이 자석을 제외한 대부분의 영역을 보강부(33)에 의해 메우는 경우에는, 보강부(33)로서 알루미늄 보다도 비중이 가벼운 재료를 이용함으로써, 알루미늄의 블록에 자석을 끼워 넣어 구성된 가동자와 비교한 경우 보다 한층 경량화를 도모하는 것이 가능해진다.

예를 들면, 보강부(33)의 단부를 금속 커버(31)의 단부에 맞추어 배치하고 나서, 자석(32)이 보강부(33)에 접촉하도록 배치하면, 자석(32)과 보강부(33)와의 위치 결정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 금속 커버(31), 자석(32), 보강부(33)에 위치 결정을 위한 표시나 요철을 마련하지 않아도 된다. 이것은, 도 3에 나타내는 자석(32)의 양측에 보강부(33)를 마련하는 경우도 동일하며, 자석(32)과 보강부(33)가 접하도록 배치함으로써, 위치 결정의 용이화를 도모할 수 있다.

도 8은, 변형예 2에 관한 가동자(30)의 분해 사시도이다. 본 변형예 2에서는, 변형예 1과 마찬가지로, 자석(32)의 일방측에만 보강부(33)를 마련하고 있다. 이것에 의해, 보강부(33)를 자석(32)의 양측에 마련하는 경우에 비해, 보강부(33)의 수를 줄여 가동자(30)의 경량화를 도모할 수 있다. 또, 자석(32)과 보강부(33)과의 사이에 간극을 마련함으로써, 간극분(分)만큼 경량화를 도모할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 관한 가동자는, 자석을 구비하는 가동자에 유용하다.

10 : 고정부 11 : 고정 베이스부
12 : 자계 발생부 13 : 가이드 레일
30 : 가동자 31 : 금속 커버
31a : 관통 구멍 32 : 자석
33 : 보강부 33a : 관통 구멍
34 : 돌출부 35 : 리니어 가이드
50 : 리니어 모터

Claims

리니어 모터의 서로 대향하는 자계(磁界) 발생부의 사이에 마련되는 가동자(可動子)로서,
제1 방향을 따라서 늘어서 마련되는 복수의 자석과,
상기 자석에 대해서 상기 자계 발생부측이 되는 양측에 마련되어 상기 자석을 끼워 넣어 유지하는 금속 커버와,
상기 자석에 대해서 제2 방향을 따른 적어도 일방의 측부에 마련되어 상기 금속 커버에 끼워 넣어지는 보강부를 구비하며,
상기 금속 커버 중 상기 자석측이 되는 면에는, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하는 복수의 돌출부가 형성되고,
상기 자석은 상기 돌출부의 사이에 마련되며, 또한 상기 자석과 상기 보강부와의 사이에 간극이 마련되는 것을 특징으로 하는 가동자.
청구항 1에 있어서,
상기 자석은, 상기 돌출부의 사이에 끼워 넣어지는 것을 특징으로 하는 가동자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 돌출부가 형성된 상기 금속 커버는, 금속제의 박판(薄板)을 절곡하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가동자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 금속 커버와 상기 보강부를 관통하는 관통 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 가동자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 보강부는, 수지제인 것을 특징으로 하는 가동자.
청구항 1 또는 2에 기재된 가동자와,
상기 가동자를 상기 제1 방향을 따라서 이동시키는 고정부를 구비하며,
상기 고정부에는, 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 가이드 레일과, 상기 제1 방향을 따라서 연장하는 백 요크(back yoke)가 마련되고,
상기 가동자에는, 상기 가이드 레일과 맞닿아 상기 가이드 레일을 따라서 상기 가동자를 이동 가능하게 하는 리니어 가이드가 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
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